制造系统柔性的评价方法.pdfVIP

制造系统柔性的评价方法 0 引言 众所周知，企业对制造系统柔性自动化的要求是由于市场对产品的多样性的要求不断增加而引起的，这 种多样性是指零件的品种、类型的增多，供货日期的缩短和尽可能满足市场的各种要求等。投资决策时存在 的问题在于制订方案阶段应按照预期的要求正确合理地确定投资计划的柔性，这意味着制造系统的柔性应该 与所加工产品零件的柔性相适应。 尽管制造系统的柔性提高，要付出相应的代价，即投资成本较高，但它却标志产品结构的更新变化，工 厂产品的升级换代和工厂竞争能力的提高。令人遗憾的是，有关制造系统柔性的评价问题，至今在制订方案 阶段并未受到足够的重视，尚未有一套完整合理的柔性能力的计算与评价方法。 1 制造系统柔性评价方法——柔性特征参量 如果能将制造系统的柔性能力与要加工的零件频谱的柔性要求相互结合在一起，才有可能正确地评价制 造系统应该具备的柔性。 国外曾有人给出制造系统柔性的特征值，即“万能性系数”，它仅表明制造系统的柔性能力，但没有与 零件的加工要求相平衡，因此尚不能作为投资决策的最佳评价方法。 柔性特征参量主要包括加工柔性、改装柔性和其他系统的柔性三个方面。 1．1 加工柔性 从制造设备所具有的加工柔性可得出能否完成所加工零件频谱的结论。加工柔性越大，可加工的零件频 谱就越宽广。通过以下特征参量，利用公式(1)可以评价出与综合加工对象有关的制造设备的柔性。 对于质量等级的考虑，其下限设定为 lTlO级，这种设定对于零件加工而言所有的加工方法均可以达到。 公式(1)中所包含的特征参量是基于在投资方案阶段这些参量相对而言比较容易获得的。利用公式(1)可 得到三种结果： 结果a是理想的情况。结果 b表明应采取措施提高设备的柔性加工能力，以保证能够经济地进行加工。 结果 c 表明设备的柔性加工能力大于工件加工的要求，具有一定的储备量，所选设备太昂贵，可适当地减少 刀库存储刀具的数量，或不必选择过高精度的设备等。 1．2 改装柔性 随着自动化水平的提高，制造系统的柔性也在不断增加，每个零件的单件时间消耗在减少。工件的整体 综合加工仅在制造设备的柔性较高时才有可能实现。除了所能达到的柔性外，对于经济地加工和按照不同的 特征条件快速地进行零件加工，还必须达到从一种零件向另一种零件转换时，在准备阶段应毫无困难地进行 改装和具有最少的时间消耗。批量仉越小，这种改装进行的应该越快。因此每次改装所需的时间消耗可以作 为改装柔性的评价判据。由公式(2)可以求出达到预定目标时改装所需的时间消耗。 当预期的目标范围比较广泛时，则应采用较高的自动化级别。重要的是以上导出的制造系统柔性特征参 量、改装柔性特征参量以及其他已知条件，将能够在早期方案阶段用较少的输入信息求出制造系统所能达到 的自动化级别水平。 1．3 其它系统的柔性特征参量 如果其它系统的柔性不受限制时，制造系统的总柔性能力是可以最大限度地利用。其它系统包括：工件 流系统、刀具和夹具系统、供料和取料系统、质量保证系统、信息流系统和维护系统。 上述6种其它系统柔性的判定与制造系统相比问题较多，不容易确定。每个系统基于它的专用功能而具 有特殊的柔性能力。这些尽管可以定量地描述，但是它一方面比较难定量，另一方面特别困难的是它的计算 处理要与制造系统的柔性特征参量相联系，这样才能得出一些基本的结论性意见。 对其它系统的柔性定量，采用柔性特征量“时间差△T比较合理。此特征参量的基本出发点是保证在基 本功能范围内完成加工任务时，其理论要求和实际完成任务之间日期上一致性的差别程度。△T 可按公式(5) 求得。 表1 其它系统的时间准确性级别 不断提高其它系统的自动化水平可以保证时间准确性有较大的提高，由于对其它系统部件结构的评价是 由项目专家们分工合作进行的，因此通常都会考虑到其可以达到的时间级以及这种时间级的应用范围。 2 结束语 制造系统柔性评价问题对于投资者来说无疑是一个十分重要的问题，它将涉及到